DE2254039A1 - Einrichtung zur bestimmung der lastgroesse, insbesondere lastmomentbegrenzungseinrichtungen - Google Patents

Description

Eike Magdeburg Hans-Peter Priemer

Einrichtung zur Bestimmung der Lastgröße, inisbesondere für Lastmomentbegrenzungseinrichtungen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Lastgröße, insbesondere für. Lastmomentbegrenzungseinrichtungen an Auslegerkranen mit großem Tragkraftbereich, bei der das Hubseil zur Bestimmung der Lastgröße verwendet wird.

Es sind Einrichtungen zur Bestimmung des Lastmomentes bekannt, wobei die Kraftmessung an den Nackenseilen erfolgt und die über Hebelwirkung so angeordnet sind, daß sich über den gesamten Ausladungsbereich, eine konstante Kraft ergibt, die über Federwirkung den erforderlichen Schalter betätigt, der beim Ansprechen die entsprechenden Triebwerke stillsetzt·

Weitere Einrichtungen zur Bestimmung des Lastmomentes sind vorwiegend an hydraulisch betätigten Auslegerkranen bekannt, bei denen die Anlenkung der Auslegerwippzylinder so gewählt wurde, daß über eine bestimmte Hebelwirkung über den gesamten Ausladungsbereich sich eine konstante, resultierende Kraft ergibt.

Andere Einrichtungen zur Bestimmung des Lastmomentes sind bekannt, wobei über Gestängewirkung sowohl der Nackenseilstrang und der Hubseilstrang zur Bestimmung einer konstanten Kraftkomponente ausgenutzt wird. Die vorgenannten einrichtungen haben den Nachteil, daß der Kranfahrer nicht über die am Kranhaken hängende Last orientiert ist. Da der Kranfahrer bei vielen Arbeitsgängen die Lastgröße nicht kennt,

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kann er nur sehr schwer eine Kraneteilung finden, bei der er eich noch in ertragbaren Lastmomentbereich bewegt. Weiterhin ist bei dieser Einrichtung nachteilig, daß zur Funktion unbedingt das Hub- und Nackenseil notwendig 1st·

Ein weiterer Nachteil, vorwiegend bei der Ausnutzung der Stellung der Auslegerwippzylinder ist, daß' sich bei Kranen

mit großen Tragkräften ökonomisch unvertretbare Lösungen ergeben würden.

Ein weiterer Bereich der Einrichtungen zur Bestimmung des Lastmomentes ist bekannt, bei dem die Lastgröße und die .Aueladungsveränderung gemessen wird und durch Überlagerung der beiden Komponenten vorwiegend mit Kurvenscheiben das ertragbare Lastmoment gebildet wird* Der letzte Seilstrang einer Hubflaschung ist bei diesen Einrichtungen mit einer Kraftmeßeinrichtung, beispielsweise einer Feder verbunden, auf die ein Anteil der Kraft entsprechend der Hubflaschung wirkt. Hierbei wird der Federweg gemessen, der bei Beanspruchung der Feder entsteht. Nachteilig ist hierbei, daß bei großen Lasten auch starke Federn verwendet werden müssen· Der erforderliche Mindestabschältweg muß aus der kleinsten Last bestimmt werden, bei größeren Lasten vergrößert sich demnach auch der Oberlastabschaltweg sehr unvorteilhaft· Durch Kopplung mehrerer Federn mit unterschiedlicher Federkraft, wird der Überlastabschaltweg bei größeren Lasten zwar reduziert, erfordert aber komplizierte Konstruktionen und ist daher ökonomisch unvorteilhaft. Eine gleichbleibende Genauigkeit für den gesamten Tragkraftbereich ist bei diesen Einrichtungen nicht gegeben.

Die Erfindung hat den Zweck, eine Einrichtung zur Lastgrößenbestimmung zu finden, die in ihren Ausmaßen trotz großer Tragkraftbelostung klein ist und bei großer Genauigkeit ohne ökonomisch aufwendige Konstruktion auskommt·

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Lastgrößenbestimmung für Lastmomentbegrenzungseinrichtunrjen zu schaffen, die innerhalb eines großen Tragkraftbereiches eine gleichbleibende Genauigkeit und bei kleinen und großen Lasten nahezu einen gleichen Überlastabschaltweg besitzt.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß eine Seil-

rolle, um die vorzugsweise der mittlere Seilstrang einer Hubflaschung gelenkt wird, über Hebelwirkung mit einem Kraftmeßapparat, der beispielsweise mit einer Druckfeder arbeitet, verbunden ist. Bevorzugt wird der mittlere Seilstrang, da hierbei unterschiedliche Nutzungsgrade beim Heben und Senken nicht auftreten. Die Seilrolle ist über zwei zueinander im Winkel stehende Hebel, wovon der eine in einem Festpunkt und der andere an der Seilrolle führend, gelagert 1st, über einen gemeinsamen Gelenkpunkt mit einem Kraftmeßapparat, der ebenfalls in einem Festpunkt gelagert ist» verbunden. Bei dieser Anordnung stehen die Wirkungslinien der Seilkräfte und der Federkraft rechtwinklig zueinander, die Seilkräfte werden hierbei nach folgender Funktion zerlegt·

P β f χ c tan arc —~

Hierbei sind P « 2 χ Seilkraft

f β Federweg
a = Hebelabstand
b « Abstandswert (Anfang) ' c ο Federkonstante

Um Federkraft und Seilkraft in einer Wirkungsebene zu ermöglichen, kann die Hebelwirkung zu einer Viergelenkkette ergänzt werden. Hierbei ist die Seilrolle mittels beispielsweise einer Doppellasche über einen weiteren Hebel, der ebenfalls in einem Festpunkt gelagert ist und mit den anderen beiden Hebeln ein Viergel.enk bildet, mit dem Kraftmeßapparat verbunden. Die an der Seilrolle wirkende Kraf

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spricht einem Anteil der an der Hakenflasche hängenden Last je nach Strängigkeit der Hubflaschung und wird Ober die Hebel auf den Kraftmeßapparat eingeleitet. Oer Kraftmeßapparat gleicht die Seilkräfte, die über die Seilrolle und Hebel eingeleitet werden, durch die günstige Hebelübersetzung mit nur einem Bruchteil der an der Seilrolle wirkenden Seilkräfte aus. Es ist daher möglich, den Kraftmeßapparat klein zu halten, da die zu verwendende Feder eine relativ kleine Federkraft benötigt. An dem Kraftmeßapparat angebrachte Endschalter sind dazu vorgesehen, die erforderlichen Triebwerke bei Erreichen der Überlast abzuschalten. Sie werden dabei gegen Kurvenscheiben, die sich auf einer Spindel im Gleichlauf mit der Ausladung des Auelegers bewegen, gedrückt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Feder des Kraftmeßapparates so belastet, daß in einem Kraftwegediagramm dargestellt eine parabelförmig steigende Kurve entsteht. Beträgt der Überlastabschaltweg z.B. bei einer Last von 2 Mp, überlast 2,2 Mp einen Wert von 1,2 mm, so ist bei einer Ladt con 100 Mp, Überlast 110 Mp ein Überlastabschaltweg von 2,5 mm zu verzeichnen. Dar Überlastabscheltweg vergrößert sich nicht linear steigend zur Belastung, sondern ist annähernd gleich. Eine gleichbleibende Genauigkeit über dem gesamten Tragkraftbereich ist damit gegeben.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Auaführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. l: Seitenansicht eines Eisenbahndrehkranes Fig. 2: System der Hubflaschung Fig. 3: Draufsicht auf Lastmomentbegrenzungseinrichtung,

die das Lösungeprinzip darstellt,

Fig. 4: Draufsicht auf Lustmomentbegrenzuncjüeinrichtung Fig. 5: Kraftwegdiagramm

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An eine»? Eisenbahndrehkran 1, dessen Ausleger 2 mittels Wippzylinder 3 bewegt wird, ist die Hakenflasche 4 durch eine 12-fache Flaschung mit der Kopfrolle 5 verbunden. Das Hubseil G ist dabei so eingeflanscht, daß der mittlere Seilstreng 7 über eine liegend angeordnete Seilrolle 8 geführt wird. Bevorzugt wird der mittlere Seilstrang 7, da hierbei die unterschiedlichen Wirkungsgrade, die beim Heben und Senken auftreten, vermieden werden. Die Seilrolle S, ist beweglich mit einem Hebel 9 verbunden und dieser zueinander im Winkel mit einem Hebel 10, der in einem Festpunkt 11 gelagert ist. Ein Kraftmeßapparat 12, der an einem Festpunkt 13 gelagert ist, ist beweglich im Gelenkpunkt 14, der die beiden Hebel 10 und 9 gelenkig verbindet, angeordnet. Bei dieser Anordnung stehen die IVirkungslinien der Federkraft und der Seilkraft senkrecht zueinander. De mehr die Seilkräfte auf die Seilrolle 8 wirken, destomehr werden die beiden Hebel 9 und 10 gestreckt und die Feder 15 im Kraftmeßapparat zusammengedrückt. Die Feder 15 des Kraftmeßapparates 12 kann relativ klein gehalten werden, da durch diese Anordnung die großen Seitenkräfte, die eine Streckung der Hebel 9 und bewirken, durch die kleine Federkraft ausgeglichen werden können, wobei die Belastung auf die Feder parabelförmig steigt.

Aus diesem Ausführungsbeispiel, wie in der.Fig. 4 dargestellt, wurde die mathematische Funktion abgeleitet..

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Bei dieser Anordnung sind die Wirkungslinien der Federkraft und der Seilkraft in einer Ebene· Die Seilrolle 8 ist hierbei über eine Doppellasche IG an einem Hebel 17, dessen eines Ende im Festpunkt Id gelagert und dessen anderes Ende, in einem Gelenkpunkt 19 mit dem Hebel 9 verbunden ist, beweglich angeordnet. Im Gelenkpunkt 14 sind die Hebel 9 und 10 sowie der Druckfederapparat 12 miteinander verbunden. Der Kraftmeßapporat ist. in einem Festpunkt 13 gelagert und besitzt Endschalter £0,

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die gegen Kurvenscheiben 21, die auf einer üpindel 22 vertikal im Gleichlauf mit der /,usladung des Auslegers 2 laufen, verschoben werden können und über das. zulässige Lastmoment hinaus die erforderlichen Triebwerke abschalten.

In der Figur 5 wird im Kraftivegdxagramm demonstriert, wie eich Last bzw. überlast, Federkraft und Abschaltweg verhalten. Die linear steigende Kurve stellt die Federkraft dar, wobei eine direkte Belastung, ohne Hebelwirkung euf die Feder 15, erfolgt. Bei z.B. 2 Np Last und eirjer Überlast von 2,2 Mp soll der Überlastabschaltweg 1,2 mm betragen. Bei steigender Last und überlast wächst auch der Abschaltweg und würde bei großen Lasten sehr groß werden· Eine gleichbleibende Genauigkeit über den gesamten Tragkraftbereich ist nicht gegeben. Wird die Feder 15 hingegen wie in den beiden Ausführungen geschildert, über die Hebel 9; 10 und auch 17 belastet, bekommt man wie im Kraftwegdiagramm der Fig. 5 zu ersehen, eine parabelförmige Kurve. Der Überlastabschaltweg würde z.B. bei 2 Mp Last, überlast 2,2 Mp und bei 15 Mp Last, Überlast 16,5 Mp 1,5 mm betragen. In der Fig. 5 nicht dargestellt würde bei 100 Mp Last, Überlast 110 Mp nur ein Abschaltweg von 2,5 mm entstehen.

Dc-mit kann über den gesamten Tragkraftbereich bei nur unwesentlichem Zuwachs des Überlastabschaltweges gearbeitet werden und eine gleichbleibend hohe Genauigkeit wird urnicht.

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Claims (3)

1. 2 2 b 4 ü 3

   Patentansprüche

   \ !,/Einrichtung zur Bestimmung der Lastgröße für Lastmomentbegrenzungseinrichtung, insbesondere mit großem Tragkraftbereich, bei denen zur Bestimmung 'des Lastmomentes das Hubseil verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckfederapparat (12) senkrecht zu einem Seilzug (7) in einem Festpunkt (13) gelagert ist und über einem Gelenkpunkt (14) mittels eines Hebels (9) beweglich mit einer Seilrolle (8) verbunden ist, wobei in dem Gelenkpunkt (14) gleichzeitig der im F_estpunkt (11) festgelegte Hebel (10) mit angeordnet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (9) mit einem Hebel (17) verbunden ist, der in einem Festpunkt (18) gelagert und über eine' Doppelachse (16) mit der Seilrolle (8) verbunden ist, wobei der Seilzug (7) in gleicher Wirkungslinie zum Druckfederapparat (13) liegt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2,' dadurch gekennzeichnet,

   daß der mittlere Seilstrang (7) über die Seilrolle (8) gelenkt ist.